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Thermodynamische Untersuchung der chemischen und elektrochemischen Gleichgewichte mit Beteiligung von wässerigen Schwefelverbindungen bei umgebend und.

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Präsentation zum Thema: "Thermodynamische Untersuchung der chemischen und elektrochemischen Gleichgewichte mit Beteiligung von wässerigen Schwefelverbindungen bei umgebend und."—  Präsentation transkript:

1 Thermodynamische Untersuchung der chemischen und elektrochemischen Gleichgewichte mit Beteiligung von wässerigen Schwefelverbindungen bei umgebend und höher Drücken und Temperaturen P. A. Nikolaychuk 1, U. K. Deiters 2 1 Lehrstuhl für analytische und physikalische Chemie, Staatuniversität Tscheljabinsk 2 Institut für physikalische Chemie, Universität zu Köln

2 Die Forschungsziele sind 1.Die Daten über die thermodynamischen Eigenschaften von Schwefelverbindungen in wässerigen Zustand zu sammeln und zu analysieren. 2. Die Frost-Ebsworth- und Pourbaix-Diagrammen für Schwefel bei Standartbedingungen zu plotten. 3. Die Gibbs-Bildungsenergien für Schwefelverbindungen bei höher Drücken und Temperaturen vorherzusagen.

3 Die Schwefelverbindungen in einer Wasserlösung Polysulfiten: S n 2– und HS n –, 1 ≤ n ≤ 8; Polythiosulfaten: S n O 3 2– und HS n O 3 –, 2 ≤ n ≤ 7; Polythionaten: S n O 6 2–, 2 ≤ n ≤ 7; Andere Ionen: S 2 O n 2– und HS 2 O n –, 3 ≤ n ≤ 8, SO n 2– und HSO n –, 3 ≤ n ≤ 5; Ungeladene Moleküle: H 2 S n, 1 ≤ n ≤ 8, SO 2, H 2 SO 3, SO 3, H 2 SO 4, H 2 S 2 O 3, H 2 S 2 O 4, H 2 S 2 O 8.

4 Die Hauptquellen von der thermodynamishen Daten Die Standart-Gibbs-Bildungsenergien *Wagman D. D., Evans W. H., Parker V. B., Schumm R. H., Halow I. B., Sylvia M., Churney K. L., Nuttal R. L. The NBS tables of chemical thermodynamic properties. Selected values for inorganic and C 1 and C 2 organic substances in SI units. Journal of Physical and Chemical Reference Data 11 (1982) Supplement 2. *Williamson M. A., Rimstidt J. D. Correlation between structure and thermodynamic properties of aqueous sulfur species. Geochimica et Cosmochimica Acta 56(11) (1992) 3867 – *Kamyshny A., Goifman A., Gun J., Rizkov D., Lev O. Equilibrium Distribution of Polysulfide Ions in Aqueous Solutions at 25 °C: A New Approach for the Study of Polysulfides' Equilibria. Environmental Science & Technology 38(24) (2004) 6633 – Die Standartelektrodenpotentialen *Bard A. J., Parsons R., Jordan J. Standard potentials in aqueous solutions. New York: Marcel Dekker Inc., p. *Vanýsek P. Electrochemical Series. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 95th Edition; Ed. W. M. Haynes. CRC Press, p. Die Aciditätkonstanten *Smith R. M., Martell A. E. Critical Stability Constants. Volume 4. Inorganic Complexes. Springer, p.

5 Beispiel: Die Standart-Gibbs- Bildungsenergien für die Sulfit- und Sulfationen

6 Die Standart-Gibbs-Bildungsenergien

7 Die Standartelektrodenpotentialen

8 Die Aciditätkonstanten

9 Die Abhängigkeit der Gleichgewichtzustand der Ionen auf pH-Wert H 2 SO 3 pK 1 = 1,87, pK 2 = 7,12 pH < 1,87H 2 SO 3 1,87 < pH < 7,12HSO 3 – pH > 7,12SO 3 2–

10 Die Abhängigkeit der Gleichgewichtzustand der Ionen auf pH-Wert und thermodynamishen Aktivitäten für S II

11 Die Abhängigkeit der Gleichgewichtzustand der Ionen auf pH-Wert und thermodynamishen Aktivitäten für S IV

12 Die Frost-Ebsworth-Diagramme für Schwefel bei pH= 0 und a [S] = 1 mol l –1

13 Die Frost-Ebsworth-Diagramme für Schwefel bei pH = 7 und a [S] = 1 mol l –1

14 Die Frost-Ebsworth-Diagramme für Schwefel bei pH = 14 und a [S] = 1 mol l –1

15 Die Pourbaix- Diagramme für Schwefel bei T = 298 K, p = 1 bar und a [S] = 10 –6 mol l –1 in Gegenwart von Sulfaten

16 Die Pourbaix- Diagramme für Schwefel bei T = 298 K, p = 1 bar und a [S] = 10 –6 mol l –1 ohne Sulfaten

17 Die Gibbs-Bildungsenergien für Schwefelverbindungen bei höher Drücken und Temperaturen *Die Helgesson-Kirkham-Flowers-Zustandsgleichung *Das Modell, basierend auf Lösungsmitteldichte *Das elektrostatisch Modell *Das Jamali-Cobble-Modell *Das Sedlbauer-O’Connell-Wood-Modell *Die Holland-Powell-Zustandsgleichung *und die andere Modelle…

18 Die Abhängigkeit der Gibbs- Bildungsenergie von Sulfat- Ionen auf Druck und Temperatur 1. Die Helgesson-Kirkham-Flowers-Zustandsgleichung 2. Das Modell, basierend auf Lösungsmitteldichte

19 Dieses Forschungsprojekt wurde durch die Stipendiumprogramme „Mikhail Lomonosov“ vom Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Rußischen Föderation und vom Deutscher Akademisher Austauch Dienst überstützt Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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